甘蓝型油菜显性核不育纯合两用系的应用研究

论文摘要

甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育具有败育彻底，不育性稳定，无微量花粉，育性不受温度和环境影响，容易回交转育，无不良胞质效应等优点，因而在杂种优势利用和群体轮回选择中具有重要的应用价值。1985年李树林等首先在甘蓝型油菜上创建了双显性基因上位互作控制的遗传理论，成功地解决了显性核不育应用中的难题，使核不育制种时必须拔掉50％左右可育株的问题得以解决，从而拓宽了显性核不育的应用范围。本研究首先通过对4个甘蓝型油菜显性核不育两用系材料育性基因的遗传规律进行分析，推测不同来源显性核不育两用系育性基因的等位性；其次用这4个不育系和7个恢复系进行不完全双列杂交，分析不完全双列杂交亲本和组合的农艺性状和品质性状数据，估算出亲本的配合力，同时分析组合的杂种优势。主要结果如下：1．不同来源材料育性基因等位性分析本部分试验采用经典遗传学方法，分析来源不同的4个甘蓝型油菜显性核不育两用系育性基因的等位性，4个材料的名称分别为Gd1AB、G8AB、D3AB、G588AB。试验结果表明：4种显性纯合两用系在育性遗传上属于同一类型；4种材料的不育恢复基因与波里马胞质不育恢复基因不等位，两者分属于不同的育性恢复系统。2．农艺性状的配合力分析4个不育系农艺性状一般配合力综合评价得分最高者为G8AB，其次为D3AB、G588AB、Gd1AB，因此在农艺性状的一般配合力上，不育系的优劣顺序为G8AB＞D3AB＞G588AB＞Gd1AB，在所有10个农艺性状中，G8AB在株高、主花序长、主花序有效长、全株有效果数和每果粒数共5个性状的一般配合力表现最优，G8AB在单株产量性状的一般配合力表现上仅次于D3AB；7个恢复系的优劣顺序为56R＞7R＞D21R＞D1R＞91R＞16R＞SR1，56R在主花序长、主花序有效长、全株有效果数、主序有效果数和单株产量共5个性状的一般配合力表现最优。比较28个杂交组合的特殊配合力相对效应值，株高特殊配合力最高的是G588A×16R；主花序长特殊配合力最高的是Gd1A×7R；主花序有效长特殊配合力最高的是Gd1A×7R；全株有效果数特殊配合力最高的是G588A×7R；主序有效果数特殊配合力最高的是D3A×91R；角果长度特殊配合力最高的是G8A×7R；千粒重特殊配合力最高的是Gd1A×16R；单株产量特殊配合力最高的是Gd1A×D21R，其次是G8A×16R，位于第三位的是D3A×7R。综上所述，亲本农艺性状一般配合力最高的是G8AB和56R。农艺性状特殊配合力前5的组合分别是：D3A×56R、Gd1A×D21R、G8A×56R、D3A×7R、G588A×56R。3．品质性状配合力分析对品质性状的一般配合力相对效应值作估算，并根据一般配合力相对效应值大小分别对父母本进行综合分析，结果表明：在品质性状一般配合力上，不育系的优劣顺序为G588AB＞D3AB＞Gd1AB＞G8AB；7个恢复系的优劣顺序为7R＞91R＞56R＞D1R>D21R＞16R＞SR1。品质性状特殊配合力表现较好的组合是G588A×16R、D3A×56R和G8A×D1R。优质食用油菜品质的要求是低芥酸含量、低硫苷含量、高含油量，在油菜品质改良中，经常采用定向回交的方法选育新的品系。在本研究所涉及的11个亲本中，显性核不育两用系D3AB为双低材料，恢复系品系中D1R、91R、56R、D21R为无芥酸材料。结合理论分析和实际生产上的要求，本研究筛选出品质性状配合力表现最好的组合是D3A×56R。4．农艺性状的杂种优势比较对8个重要的农艺性状的中亲优势进行分析，结果表明：株高正向优势最大的组合是G8A×56R；主花序长正向优势最大的组合是G8A×56R；全株有效果数正向优势最大的组合是G588A×56R；主序有效果数正向优势最大的组合是Gd1A×91R；角果长度正向优势最大的组合是D3A×7R；每果粒数正向优势最大的组合是Gd1A×D1R；千粒重正向优势最大的组合是G8A×56R；单株粒重正向优势最大的组合是D3A×7R。从构成产量的千粒重、每果粒数和全株有效果数三个因素的正向中亲优势最大的组合依次为G8A×56R、Gd1A×D1R和G588A×56R。对8个重要的农艺性状的超亲优势进行分析，结果表明：株高正向优势最大的组合是G8A×7R；主花序长正向优势最大的组合是G8A×56R；全株有效果数正向优势最大的组合是G588A×56R；主序有效果数正向优势最大的组合是G8A×56R；角果长度正向优势最大的组合是G588A×D1R；每果粒数正向优势最大的组合是D3A×56R；千粒重正向优势最大的组合是Gd1A×16R；单株粒重正向优势最大的组合是D3A×7R。从构成产量的千粒重、每果粒数和全株有效果数三个因素的正向超亲优势最大的组合依次为Gd1A×16R、D3A×56R和G588A×56R。其中全株有效果数的最大正向超亲优势达到178.3％，单株粒重的最大正向超亲优势达到167.3％。5．品质性状的杂种优势比较对4个重要的品质性状进行杂种优势分析，结果表明：含油量正向中亲优势和正向超亲优势最大的组合都是Gd1A×91R；油酸含量正向中亲优势和正向超亲优势最大的组合都是G8A×16R；亚油酸含量正向中亲优势和正向超亲优势最大的组合分别是Gd1A×D1R和D3A×16R；总硫苷含量正向中亲优势和正向超亲优势最大的组合分别是D3A×91R和G588A×D21R。本研究所选取的母本和父本中分别有一个低硫苷含量材料，它们分别是D3A和D21R。两个低硫苷含量亲本的存在是造成总硫苷含量正向中亲优势和正向超亲优势最大的组合的值很大的原因，D3A×91R的正向中亲优势达到23.6％，G588A×D21R的正向超亲优势达到310.0％。在实际生产上，我们期望得到低硫苷含量的组合，本研究所配组合中总硫苷含量最理想的组合应该是D3A×D21R，实际测定结果也证实D3A×D21R的总硫苷含量仅为17.0μmol/g，而该组合杂种优势并不明显，这一结果充分说明：品质性状的杂种优势理论怎样与实际生产相结合还需作进一步的研究。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 杂种优势的遗传基础
• 1.2 甘蓝型油菜杂种优势的研究与利用
• 1.3 油菜细胞核雄性不育的遗传研究
• 1.4 细胞核雄性不育在油菜育种中的应用
• 第2章 引言
• 2.1 研究目的和意义
• 2.2 研究内容
• 第3章 材料与方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方法
• 第4章 研究结果与分析
• 4.1 不同来源材料育性基因等位性分析
• 4.2 农艺性状的配合力分析
• 4.3 品质性状的配合力分析
• 1代农艺性状的杂种优势比较'>4.4 F₁代农艺性状的杂种优势比较
• 1代品质性状的杂种优势比较'>4.5 F₁代品质性状的杂种优势比较
• 第5章 讨论
• 5.1 育性基因的等位性分析
• 5.2 农艺性状的配合力分析和杂种优势
• 5.3 品质性状的配合力分析和杂种优势
• 第6章 结论
• 6.1 不同材料育性基因等位性分析
• 6.2 配合力分析
• 6.3 杂种优势比较
• 参考文献
• 附录
• 致谢